风电设备运维和常见故障处理(崔冬明)

绕组温度异常
1
绝缘损坏
2
常 见 故 障
3
震动异常
4
轴承损坏
50
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永磁直驱风力发电机
51
山东中车风电有限公司
永磁直驱发电机
52
山东中车风电有限公司
直驱发电机维护
外观检查
1
温度传感器 Pt100
2
永 磁 电 机 维 护
3
轴承及螺栓
4
润滑与密封
53
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变流器
变流器维护项点
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风电机组维护指导文件





风力发电机组整机说明书 风力发电机组维护作业指导书 风力发电机组安装验收检查表 风力发电机组电气安装作业指导书 风力发电机组机械安装作业指导书 风力发电机组现场调试手册 风电机组现场调试报告
13
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4
断路器
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变流器常见故障
1）外围故障
故障名称 处理方法
检查断路器是否断开 确认状态反馈信号插接牢固 检查断路器储能机构是否正常，必要时更换 使用红外测温仪测量电感表面温度 检查电感风扇工作状态 测量电感阻值是否正常 检查与主控通讯线缆有无损伤 检查通讯接头是否插接牢固
主断路器闭合失败
6）柜体维护
27
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电动变桨系统常见故障
电机不运转
1
电 机 故 障
28 山东中车风电有限公司
2
电机过热
3
震动、噪声过大
变桨系统常见故障
桨叶位置对比故障
1 2
编 码 器 信 号 跳 变
29 山东中车风电有限公司
B
信 号 线 缆 磨 损
变桨系统常见故障
后备电源故障
1 2 3
检 测 线 路 故 障
风电机组预防性维护
预防性维护的主要内容
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目录
1 2
3
风电机组简介 风电机组维护及常见故障处理 风电机组预防性维护 风电运维技术发展趋势
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发电量提升技术
环境自适应风电机组控制策略
• 基于模糊控制理论的一种模糊自适应整定PID控制系统,以使系统控制器既具备模糊控制的较强适应能力,又拥有 PID控制的较高精度。主要解决风电场四季环境变化造成的控制目标差异，提高输出效率。
• 润滑油脂 • 管路连接 • 渗漏 • 过滤装置 • 泵、阀、风扇 • 油脂数量
• 叶片 • 导流罩及机舱 罩 • 传动链 • 发电机 • 电控柜 • 轮毂卫生 • 机舱卫生 • 塔筒卫生
• 防雷接地
• 碳刷磨损
• 制动器
• 摩擦片磨损
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各系统外观和卫生
螺栓连接
风电设备运维和常见故障处理
山东中车风电有限公司
2017年8月25日
中国中车集团/北车风电有限公司
www.crrcgc.cc
目录
1 2
3
风电机组简介 风电机组维护及常见故障处理 风电机组预防性维护 风电运维技术发展趋势
4
Page 2
目录
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3
风电机组简介 风电机组维护及常见故障处理 风电机组预防性维护 风电运维技术发展趋势
电感过热
通讯中断
61
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变流器常见故障
2）网侧故障
故障名称
处理方法 检查网侧模块有无损伤 通过后台软件确认发生过过流现象 检查过流保护参数设置 检测直流母线电压实际值 检测预充电接触器动作是否正常 检查充电电压保护参数
A/B/C相模块过流
母线预充电超时/过压/欠压
主熔断器断开
检查容断器反馈信号有无异常 检查熔断器通断性，必要时更换
均 压 电 阻 失 效
后 备 电 源 失 效
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齿轮箱
1
主齿轮箱
2
变桨齿轮箱
3
偏航齿轮箱
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维护间隔
维护表格 启动开始后的时间（月） 试运转 漏油 油位 油压 过滤器 油量 过滤器更换 油样分析 换油 轴承温度 检查齿轮 检查控制和报警 震动水平 噪音水平 在机舱内的视觉检查 中分面及齿圈螺栓
电气及通讯连接
液压和润滑
轴对中
• 齿轮箱与发电 机轴对中
叶片检查
1）外观检查
16
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叶片检查
1
外 观 检 查
2
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3
4
叶片检查
2）叶根检查
18
山东中车风电有限公司
叶片检查
3）内部检查
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叶片检查
1
3
内 部 检 查
62
山东中车风电有限公司
变流器常见故障
3）机侧故障
故障名称 处理方法
IGBT过流
检查驱动板指示灯是否点亮 检查驱动板是否损坏，必要时更换驱动板 检查IGBT是否损坏，必要时更换模组 检查编码器接线是否松动 检查电机编码器安装是否松动
运行欠速/超速
并网接触器异常断开
检查接触器反馈触点是否正常 检查接触器线圈是否正常
新型风力发电机组 双馈式风电机组发电原理
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风电机组简介 直驱式风电机组
7
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风电机组简介 直驱式风电机组发电原理
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风电机组简介 新型风力发电机组
Vortex Bladeless
Google X
漂浮涡轮
Vestas
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电动变桨系统
23
山东中车风电有限公司
电动变桨系统维护
1）电机维护
24
山东中车风电有限公司
电动变桨系统维护
2）冗余编码器维护
3）驱动器维护
25
山东中车风电有限公司
电动变桨系统维护
4）制动电阻维护
5）电容器维护
26
山东中车风电有限公司
电动变桨系统维护
47 山东中车风电有限公司
1
滑环本体
2
监控信号
3
主碳刷
双馈异步发电机维护
5）润滑系统检查
润滑 系 统 检 查
48 山东中车风电有限公司
1
润滑油位
2
润滑泵试运行
3
废油清理
双馈异步发电机维护
6）冷却系统检查
冷 却 系 统 检 查
49 山东中车风电有限公司
1
风扇试运行
2
散热管检查
3
导风筒检查
双馈异步发电机常见故障
鼠笼电机
双馈异步发电机
电励磁发电机
内转子发电机
外转子发电机
金风、运达
远景、运达、海装、 联合动力
航天万源
湘电
金风
41
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双馈异步发电机结构
42
山东中车风电有限公司
双馈异步发电机
空气冷却器
电机定子
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电机转子
集电滑环
双馈异步发电机维护
1）机构检查
风电机组运维周期
• 500小Βιβλιοθήκη Baidu定期维护（针对初次安装） • 半年维护 • 一年维护 • 5年维护
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风电机组主要维护概述
• 叶片相关 • 传动链相关 • 支撑结构相关 • 偏航机构相关 • 塔架相关 • 其他辅助螺栓
• 视觉检查 • 传感器 • 绝缘 • 连接正确可靠 • 线缆敷设 • 信号正确
4
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风电机组简介 风电机组分类
按风轮转轴与风向 的位置关系
• 水平轴风机
• 垂直轴风机
水平轴风机 按风轮与塔筒相对 方向
• 上风向风机 • 下风向风机
传动链是否存在升 速装置
• 直驱风机 • 非直驱风机
4
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风电机组简介 双馈式风电机组
5
山东中车风电有限公司
透气帽漏油 齿轮箱振动过大、异响
电机通电后齿轮箱不转
制动器处于抱紧状态
内部故障
齿轮箱反转 齿轮箱转到一定角度时卡死 电机电源线接错 电机内部相序错误 内部故障
更换新的电机
对电机重新弄接线 与电机厂家联系 拆箱检查，更换损坏的零部件
40
山东中车风电有限公司
发电机
发电机主要类型
异步发电机 同步发电机 永磁发电机
预防性维护的意义
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风电机组预防性维护
预防性维护的主要内容
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风电机组预防性维护
预防性维护的主要内容
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风电机组预防性维护
预防性维护的主要内容
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63
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主控系统
维护间隔 6个月 柜体检查 整定值检查 线缆检查 环控功能测试 照明检查 开关器件测试 保护测试
64 山东中车风电有限公司
维护项点
12个月 √
√ √ √ √ √ √
主控系统
保护功能测试
安全系统测试
手动功能测试
手动偏航
各类停机模式测试
机组启动及自动运行测试
手动变桨及变桨后备电源测试
手动分步启动、并网和停机测试
65
山东中车风电有限公司
液压系统
液压系统维护项点
维护间隔 维护项点 6个月 管路及接头检查 油位检查 回路压力检查 √ √ √
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山东中车风电有限公司
液压系统
液压系统常见故障
1 2 3 4
泵 噪 音 过 大
系 统 保 压 能 力 差
油 温 过 高
电 机 频 繁 启 动
●
● ● ●
●
● ● ●
● ● ●
● ● ● ●
● ● ●
● ● ● ●
维护项点
1）螺栓力矩检查
2）油液泄露检查
3）油位检查
4）油品检查
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山东中车风电有限公司
维护项点
5）齿轮与轴承检查
6）空气过滤器更换
7）滤芯更换
8）润滑冷却系统检查
34
山东中车风电有限公司
维护项点
9）停机维护
35
山东中车风电有限公司
32 山东中车风电有限公司
3-8周 ● ● ● ●
6 ● ● ● ●
12 ● ● ● ●
18 ● ● ● ●
24 ● ● ● ●
30 ● ● ● ●
36 ● ● ● ●
● ● ● ● ●
● ● ●
● ● ●
● ● ●
● ● ●
● ● ● ● ● ● ● ●
● ● ● ● ● ●
● ● ● ● ● ● ●
2
20 中国中车股份有限公司 版权所有 2015
4
叶片检查
常见故障处理
腐蚀、脱漆
风沙、雨水、冰冻、工艺缺陷
1
开裂
胶粘结合部
2
常 见 故 障
3
断裂
设计缺陷、疲劳
接闪器脱落
4
雷击
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电动变桨系统
构成
轮毂、变桨轴承、变桨减速机、变桨系统
作用
• 执行主控系统桨距角指令 • 紧急状态下的启动刹车
目录
1 2
3
风电机组简介 风电机组维护及常见故障处理 风电机组预防性维护 风电运维技术发展趋势
4
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风电机组运维的目的和意义
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风电机组运维的目的和意义
目的： 保障机组安全运行 保障机组可靠运行 保障机组运行可利用率和发电量 措施： 故障处理 定期检修 预防性维护 机组性能分析 机组性能提升
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变流器
全功率变流器原理图
58
山东中车风电有限公司
变流器检查
1）电气检查
1.1 电缆连接检查
1.2 UPS电源检查 1.3 接地检查
1.4 防雷器件检查
1.5 滤波单元检查
59
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变流器维护项点
2）功率单元检查
散热器
1
电抗器
2
功 率 单 元 检 查
3
功率单元
4
总酸度上升
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偏航变桨减速机维护
1）油脂泄露检查
2）定期油脂更换
3）异响及振动
39
山东中车风电有限公司
变桨、偏航变桨减速机常见故障处理
故障现象 油封漏油
原因分析 油封损坏 润滑油加得过多 润滑油加得过多 内部故障 电机安装错误
处理方法 更换油封 放出多余的润滑油（至油标中线位置） 放出多余的润滑油（至油标中线位置） 拆箱检查，更换损坏的零部件 检查电机安装 调整制动器手柄
齿轮箱常见问题处理
1）箱体及内部齿轮
异响
1
震动异常
2
常 见 故 障
3
漏油
36
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齿轮箱常见问题处理
2）润滑冷却系统
系统油压低
1
入口油温高
2
常 见 故 障
3
轴承温度高
4
油泵噪音大
37
山东中车风电有限公司
齿轮箱常见问题处理
3）润滑油品质
黏度变化
1
水分超标
2
常 见 故 障
3
悬浮颗粒增加
结 构 检 查
44 山东中车风电有限公司
1
外观
2
运行状态
双馈异步发电机维护
2）接线检查
接 线 检 查
45 山东中车风电有限公司
1
动力电缆
2
信号电缆
双馈异步发电机维护
3）定转子检查
定 转 子 检 查
46 山东中车风电有限公司
1
定子绝缘
2
转子绝缘
3
接地碳刷
双馈异步发电机维护
4）集电滑环检查
集 电 滑 环 检 查
维护间隔 维护项点 6个月 柜体检查 线缆检查 12个月 √ √
冷却系统检查
功率单元检查 控制系统检查
√
√ √
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山东中车风电有限公司
变流器
双馈变流器原理图
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山东中车风电有限公司
变流器 双馈变流器构成：
从左往右依次是：并网柜、控制柜和功率柜三部分组成。
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山东中车风电有限公司
变流器
全功率变流器原理图
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山东中车风电有限公司
传感器
风速风向仪
1 2 3 超声波式风速风向仪
风 速 偏 差 过 大
风 向 偏 差 过 大
风 速 风 向 信 号 丢 失
山东中车风电有限公司
机械式风速风向仪
68
目录
1 2
3
风电机组简介 风电机组维护及常见故障处理 风电机组预防性维护 风电运维技术发展趋势
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风电机组预防性维护